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Tema 2: Fuerzas y cambios de los objetos (deformaciones, rapidez)

📄 teoria ciencias-naturales 🎓 primaria · 5° EGB Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español

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Respuesta rápida

1.a) Se deforma y recupera su forma original (deformación elástica). 1.b) Colchones, resortes, gomas, amortiguadores. 1.c) Porque sus moléculas se reordenan y quedan fijas: deformación plástica permanente.

📚 theory ciencias-naturales ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 7 min lectura

Solución — Página 63

Ciencias Naturales 5° · 2024

Ejercicio 1

Saberes previos — ¿Qué sucede cuando aplastas una pelota antiestrés estando inflada y la sueltas?

Al apretar la pelota aplicas una fuerza sobre ella.
La pelota cambia de forma: se deforma (disminuye su volumen aparente).
Al soltarla, la acción de la fuerza termina y la estructura del material la hace retornar a su forma original.
Se trata de una deformación temporal o elástica.

Respuesta: La pelota se deforma mientras la apretas y, al soltarla, recupera su forma original porque es un material elástico.

Parte 1.b

¿Puedes citar otros ejemplos parecidos?

Se busca materiales que cambian de forma al aplicarles fuerza y luego vuelven a su estado natural.
Ejemplos: una goma de borrar al presionarla, un colchón al sentarse, un resort al estirarse, un amortiguador de bicicleta al pasar por un bache.
En todos ellos la deformación es momentánea: tienen "memoria" de su estado natural.

Respuesta

Colchones, resortes, gomas elásticas, amortiguadores y esponjas: se deforman al aplicar fuerza y recuperan su forma original.

Parte 1.c

Desequilibrio cognitivo: ¿Por qué hay materiales que, al aplicar fuerza, se doblan y no regresan a su forma original?

Todo material está formado por moléculas dispuestas de cierta manera.
Si la fuerza aplicada es muy alta o el material es rígido (como los metales), las moléculas se reordenan y quedan fijas en una nueva posición.
Al retirar la fuerza, esa nueva disposición molecular se mantiene, por eso el cambio de forma es permanente o plástico.
Ejemplo: una lata de aluminio aplastada conserva el aplastamiento; el parachoques de un automóvil chocado queda deformado.

Respuesta

Porque sufren una deformación permanente (plástica): la fuerza reordena sus moléculas de forma definitiva y ellas no vuelven a su disposición original.

Ejercicio 2

Explicación conceptual de la página

La fuerza produce dos efectos: cambia el movimiento de los cuerpos y los deforma.
Dos factores determinan que un cuerpo cambie de forma: la intensidad de la fuerza aplicada (a mayor fuerza, mayor probabilidad de deformación) y la consistencia o estructura del material.
Según el segundo factor existen dos tipos de deformación:
- Temporales o elásticas: el material vuelve a su estado original (cauchos, esponjas, plásticos); bases de la industria de elásticos, resortes, colchones y amortiguadores.
- Permanentes o plásticas: el material no recupera su forma (metales, latas de aluminio aplastadas).
La fuerza también cambia la rapidez: a mayor fuerza aplicada, mayor rapidez tendrá el cuerpo; si la fuerza disminuye, la rapidez disminuye en la misma proporción.
Un cuerpo permanece en reposo o en movimiento hasta que otra fuerza cambie ese estado; en vehículos terrestres, aéreos y acuáticos esa oposición la ejercen la fuerza gravitatoria y el rozamiento.
Históricamente el ser humano aprovechó la fuerza del viento para navegar y, mediante molinos, transformó el movimiento del aire en movimiento mecánico para triturar granos o bombear agua.

Respuesta

La fuerza deforma los materiales (elástica o plásticamente) y modifica la rapidez de los cuerpos; el reposo o el movimiento se mantienen mientras no actúe otra fuerza, como la gravitatoria o el rozamiento.

Ejercicio 3

Competencia digital: Elabora preguntas a partir del contenido del video sobre fuerza y desplazamiento

Se toma cada idea central del video: qué es la fuerza, qué es el desplazamiento y cómo se relacionan.
Se redacta una pregunta por idea.

Respuesta orientativa: ¿Qué es una fuerza y cómo se mide? ¿En qué direction se desplaza un objeto cuando sobre él actúa una fuerza? ¿Qué diferencia hay entre fuerza equilibrada y fuerza neta? ¿Qué le ocurre a la rapidez de un cuerpo cuando la fuerza que actúa sobre él aumenta? ¿Por qué un objeto puede desplazarse si sobre él actúan fuerzas opuestas?

Contenido de la página

Tema 2 · Fuerzas y cambios de los objetos

Saberes previos

¿Qué sucede cuando aplastas una pelota antiestrés, estando que se revierte?
¿Puedes citar otros ejemplos parecidos?

Desequilibrio cognitivo

Existen materiales que, al aplicar fuerza, se doblan y no regresan a su forma original. ¿Por qué no se quiebran?

En el tenis, tanto la pelota como las cuerdas de la raqueta son altamente deformables; luego regresan a su estado original.

Las latas y las carrocerías de un auto que sufrió un choque de gran fuerza: ciertos materiales metálicos sufren deformaciones permanentes.

Fuerzas y cambios de los objetos

Habíamos visto que la fuerza es aquello que puede producir no solo un cambio de movimiento, sino también una deformación en los cuerpos. En efecto, la fuerza aplicada en la materia puede producir cambios de forma, muchas veces imperceptibles y en otras ocasiones muy notorios.

Existen factores para que un cuerpo cambie de forma. Uno de ellos es la intensidad de la fuerza que se aplica sobre el material: hay una mayor probabilidad de producir cambios de forma si la fuerza aplicada es alta; por ejemplo, cuando un automóvil choca con violencia a otro, hay gran deformación de los materiales.

Otro factor es la consistencia o estructura del material donde se aplica la fuerza: en virtud de ello, hay dos tipos de deformaciones.

Deformaciones temporales o elásticas

Algunos materiales, como cauchos, esponjas y ciertos plásticos, se deforman cuando se aplica la fuerza, pero vuelven a su estado original cuando ha terminado la acción de la fuerza. Su estructura hace que sean cambios de forma momentáneos; luego regresan a su estado natural. Es decir, tienen cierta "memoria" de estado natural. Esta característica es muy importante en la industria de elásticos, resortes, colchones y amortiguadores.

Deformaciones permanentes o plásticas

Existen materiales, como los metales, que, cuando se aplica una fuerza, se deforman permanentemente. Por ejemplo, si aplastas una gaseosa enlatada en envase de aluminio, este se mantiene en ese estado deformado por causa de la disposición de las moléculas.

Fuerzas y cambios de rapidez de los objetos

La fuerza aplicada en un objeto es capaz de cambiar el estado de reposo o de movimiento en este. Así, a mayor fuerza aplicable mayor será la rapidez de un cuerpo; si la fuerza va disminuyendo, la rapidez del objeto disminuirá en la misma proporción.

Gráfico 1: existe un aumento de rapidez, ya que la fuerza de gravedad actúa positivamente. Gráfico 2: existe una disminución de rapidez, ya que la fuerza de gravedad es negativa.

La fuerza y el cambio de velocidad en la vida del ser humano

Desde la Antigüedad, el ser humano ha notado que una fuerza aplicada a un objeto produce movimiento. Este conocimiento lo empleó en la navegación en ríos y mares, aprovechando la fuerza del viento.

Igualmente, desde hace siglos, el ser humano ya utilizó la fuerza del viento (lélica) para mover las aspas de molinos, que transformaban el movimiento del aire en movimientos mecánicos para triturar granos o para bombear agua.

Los cuerpos tienden a mantenerse en reposo o en movimiento hasta que no haya otra fuerza que cambie su estado. Por ejemplo, en los vehículos terrestres, aéreos y acuáticos la tendencia a moverse es restada por fuerzas que detienen al cuerpo: esas fuerzas son la gravitatoria y el rozamiento.

Glosario

deformación: cambios en la forma o tamaño debido a la aplicación de una o varias fuerzas.
molécula: agrupación ordenada de átomos iguales o diferentes que forman sustancias puras.
rapidez o celeridad: manifiesta la relación entre el espacio recorrido en un determinado tiempo.
fuerza gravitatoria: es la fuerza de atracción mutua existente entre dos masas; en este caso, entre la Tierra y los objetos que hay en ella.
rozamiento: fuerza que aparece cuando dos cuerpos se ponen en contacto, oponiéndose al desplazamiento de los mismos.

Competencia digital

Revisa el video sobre la fuerza y el desplazamiento para entender mejor estos conceptos. Elabora preguntas a partir del contenido del video.

Ejemplos resueltos

Aplastas una gaseosa de aluminio. ¿Qué tipo de deformación sufrió y por qué?

La fuerza de tu mano modifica la forma del envase. 2. El aluminio es un metal cuyas moléculas se reordenan de forma definitiva. 3. Al retirar la fuerza, el envase se mantiene deformado. 4. Conclusión: es una deformación permanente o plástica.

Aprietas una pelota antiestrés y la sueltas. ¿Qué ocurre?

Al apretar, aplicas fuerza y la pelota cambia de forma. 2. Su estructura elástica hace que el cambio sea momentáneo. 3. Al terminar la acción de la fuerza, la pelota vuelve a su estado original. 4. Es una deformación temporal o elástica.

Tabla

Tipo de deformación	Ejemplos de materiales	Comportamiento	Aplicación
Temporal o elástica	cauchos, esponjas, ciertos plásticos	vuelven a su estado original al cesar la fuerza	elásticos, resortes, colchones, amortiguadores
Permanente o plástica	metales (latas de aluminio)	conservan la nueva forma por la disposición de las moléculas	carrocerías, envases aplastados

Diagrama

flowchart TD
    A[Fuerza aplicada a un cuerpo] --> B{¿Qué produce?}
    B --> C[Cambio de movimiento / rapidez]
    B --> D[Cambio de forma: deformación]
    D --> E{Estructura del material}
    E --> F[Elástica o temporal: vuelve a su forma original]
    E --> G[Plástica o permanente: mantiene la nueva forma]
    C --> H[A mayor fuerza, mayor rapidez]
    C --> I[Fuerzas que lo detienen: gravitatoria y rozamiento]

Fórmulas y ecuaciones

Rapidez: v = s/t (rapidez o celeridad = espacio recorrido / tiempo empleado)

A mayor fuerza aplicada, mayor rapidez del cuerpo; si la fuerza disminuye, la rapidez disminuye en la misma proporción

v = $\frac{s}{t}$

Glosario (7)

Deformación: Cambio en la forma o tamaño de un cuerpo debido a la aplicación de una o varias fuerzas.
Molécula: Agrupación ordenada de átomos iguales o diferentes que forman sustancias puras.
Rapidez (celeridad): Relación entre el espacio recorrido y el tiempo empleado en recorrerlo.
Fuerza gravitatoria: Fuerza de atracción mutua entre dos masas; entre la Tierra y los objetos situados en ella.
Rozamiento: Fuerza que se opone al desplazamiento cuando dos cuerpos están en contacto.
Deformación elástica: Deformación temporal que permite al material recuperar su forma original al cesar la fuerza.
Deformación plástica: Deformación permanente: el material no recupera su forma original tras retirar la fuerza.

Preguntas para practicar

¿Qué sucede cuando aplastas una pelota antiestrés estando inflada y la sueltas?

La pelota se deforma mientras aplicas la fuerza y, al soltarla, recupera su forma original: es una deformación temporal o elástica, porque el material tiene "memoria" de su estado natural.

¿Puedes citar otros ejemplos parecidos de deformación elástica?

Colchones, resortes, esponjas, gomas elásticas, amortiguadores de vehículos y las cuerdas de una raqueta de tenis: todos se deforman al aplicar fuerza y luego regresan a su estado original.

Existen materiales que, al aplicar fuerza, se doblan y no regresan a su forma original. ¿Por qué no se quiebran y por qué no vuelven?

Se trata de deformaciones plásticas o permanentes: la intensidad de la fuerza reordena la disposición de sus moléculas y este nuevo orden se mantiene, por lo que el cambio de forma es definitivo (latas y carrocerías de automóviles).

Elabora preguntas a partir del contenido del video sobre fuerza y desplazamiento.

¿Qué es la fuerza y cómo se mide? ¿En qué dirección se desplaza un objeto cuando actúa sobre él una fuerza? ¿Qué diferencia hay entre fuerza equilibrada y fuerza neta? ¿Qué ocurre con la rapidez de un cuerpo si la fuerza que lo mueve aumenta o disminuye? ¿Por qué un vehículo se detiene si sobre él actúan fuerzas opuestas?

Temas y conceptos clave

Fuerzas y cambios de los objetosDeformaciones temporales o elásticasDeformaciones permanentes o plásticasFuerzas y cambios de rapidezFuerza y cambio de velocidad en la vida del ser humanofuerzadeformacióndeformación elásticadeformación plásticamolécularapidezfuerza gravitatoriarozamiento

¿Te fue útil esta página?

Figuras de la página (6)

Pelota de tenis sobre la red de una raqueta, ejemplificando materiales altamente deformables que regresan a su estado original. — Figura 1 image

Automóvil con el frente destruido tras un choque, ejemplificando deformaciones permanentes en materiales metálicos. — Figura 2 image

Gráfico 1 y 2: pelotas rodando por un plano inclinado; en el gráfico 1 la rapidez aumenta porque la fuerza de gravedad es positiva y en el 2 disminuye porque es negativa. — Figura 3 image

Maqueta de placas tectónicas con banderas rojas y azules, ilustrando la fuerza de rozamiento entre placas tectónicas y la liberación de energía que produce movimientos sísmicos. — Figura 4 image

Figura 5 de Ciencias Naturales 5° · 2024 — Figura 5 image

Figura 6 de Ciencias Naturales 5° · 2024 — Figura 6 image

Preguntas que la gente también hace

¿Qué diferencia hay entre una deformación elástica y una plástica?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Cómo influye la fuerza en la rapidez de un objeto?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Por qué los materiales se deforman al aplicarles una fuerza?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

📌 Antes de leer esto

• Concepto de fuerza como interacción que produce cambio de movimiento
• Idea de estado de reposo y de movimiento
• Noções básicas de estructura de la materia (moléculas)

Siguiente tema sugerido

Fuerzas equilibradas y fuerza neta: condición para que cambie el estado de movimiento de un cuerpo

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Saberes previos

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